Ūdens sildīšanas sistēmas hidrauliskais aprēķins. Privātmājas apkures sistēmas hidrauliskais aprēķins

Projektējot ūdens sildīšanas sistēmas mājā, ir ierasts veikt apkures sistēmas hidraulisko aprēķinu. Tas ir nepieciešams, lai garantētu maksimālu darbības efektivitāti ar minimālām finansiālām izmaksām un visu komponentu pareizu darbību.

Hidrauliskā aprēķina mērķis ir:

• Pareiza caurules diametra izvēle tajos cauruļvadu posmos, kur tā vērtība ir nemainīga;
• Pašreizējā spiediena noteikšana līnijā;
• Pareiza visu sistēmas mezglu izvēle.

No tā, cik pareizi tiks veikts hidrauliskais aprēķins, būs atkarīgs temperatūras komforts mājā, apkures sistēmas ekonomiskais efekts un izturība.

Hidrauliskā aprēķina pamatprincipi

Lai veiktu visus nepieciešamos aprēķinus, mums ir nepieciešami sākotnējie dati:

• Telpas siltuma bilances rezultāti;
• Dzesēšanas šķidruma temperatūra - sākotnējā un galīgā;
• Dotās apkures sistēmas diagramma;
• Sildierīču veidi un pieslēgšanas metode maģistrālajai līnijai;
• Izmantoto iekārtu hidrauliskie raksturlielumi (vārsti, siltummaiņi utt.);
• Cirkulācijas gredzens ir slēgta ķēde. Tas sastāv no sekcijām ar vislielāko siltumnesēja šķidruma plūsmas ātrumu no apkures punkta uz attālāko punktu (divu cauruļu sistēmā) vai uz stāvvadu (viencauruļu sistēmā) un pretējā virzienā siltuma avots.

Aprēķina laukums tiek uzskatīts par cauruļvada diametra daļu ar nemainīgu siltumnesēja šķidruma plūsmas ātrumu - to nosaka, pamatojoties uz telpas siltuma bilanci.

Pirms aprēķinu uzsākšanas mēs nosakām katra siltummezgla siltuma slodzi. Tas atbildīs uzdotajai telpas termiskajai slodzei. Ja telpā tiek izmantots vairāk nekā viens siltummezgls, mēs sadalām siltuma slodzi pa visiem.

Tad mēs piešķiram galveno cirkulācijas gredzenu - secīgu segmentu slēgtu ķēdi. Vertikālai viencaurules maģistrālei cirkulācijas gredzenu skaits atbilst stāvvadu skaitam. Horizontālajai divu cauruļu sistēmai - siltummezglu skaits. Galvenais gredzens ir tas, kas iet cauri stāvvadam ar vislielāko slodzi - vertikālai līnijai un iet caur atzara apakšējo apkures bloku ar lielāko slodzi - horizontālajai sistēmai.

Jāņem vērā, ka cauruļvadu diametra vērtība un efektīvā spiediena lielums cirkulācijas gredzenā ir atkarīgs no siltumnesēja ātruma. Šajā gadījumā priekšnoteikums ir nodrošināt beztrokšņainu dzesēšanas šķidruma kustību.

Lai izvairītos no gaisa burbuļu rašanās, jāpieņem, ka dzesēšanas šķidruma ātrums ir lielāks par 0,25 m/s. Jāņem vērā pretestības spēks, kas rodas ķēdē šķidruma kustības laikā. Šīs pretestības dēļ īpatnējais spiediena zudums R nedrīkst būt lielāks par 100-200 Pa/m.

Ir pieļaujamās ūdens ātruma vērtības, kas nodrošina klusu darbību, tas ir atkarīgs no vietējās pretestības.

1. tabulā parādīts pieļaujamā ūdens ātruma piemērs pie dažādiem vietējiem pretestības koeficientiem.

1. tabula

Pārāk mazs ātrums var izraisīt šādas negatīvas sekas:

1. Palielināts materiālu patēriņš visiem uzstādīšanas darbiem;
2. Palielinātas finanšu izmaksas apkures sistēmas uzstādīšanai un uzturēšanai;
3. Siltumu nesošā šķidruma tilpuma palielināšana caurulēs;
4. Ievērojams termiskās inerces pieaugums.

Piemērs siltumnesēja šķidruma plūsmas ātruma noteikšanai

Lai noteiktu cauruļu diametru konkrētajos cauruļvadu posmos, mums jāzina dzesēšanas šķidruma plūsmas apjoms. Mēs to nosakām, pamatojoties uz siltuma plūsmas lielumu - siltuma daudzumu, kas nepieciešams, lai kompensētu siltuma zudumus.

Zinot siltuma plūsmas Q lielumu 1-2 sadaļā, mēs aprēķinām dzesēšanas šķidruma plūsmu G:

G = Q / s (t g - t x) l/h, kur

t g un t x attiecīgi karstā un aukstā (dzesētā) dzesēšanas šķidruma temperatūras;

c = 4,2 kJ/(kg °C) ir ūdens īpatnējā siltumietilpība.

Cauruļu diametra noteikšanas piemērs noteiktā apgabalā

Pareiza caurules diametra izvēle ir nepieciešama, lai atrisinātu šādas problēmas:

• ekspluatācijas izmaksu optimizācija hidrauliskās pretestības neitralizēšanai šķidruma cirkulācijas laikā ķēdē;
• nepieciešamā ekonomiskā efekta sasniegšana apkures sistēmas uzstādīšanas un apkopes laikā.

Ekonomiska efekta nodrošināšanai mēs izvēlamies pēc iespējas mazāku caurules diametru, bet tādu, kas neradīs hidraulisko troksni maģistrālē, ja dzesēšanas šķidruma ātrums ir 0,6-1,5 m/s atkarībā no lokālās pretestības.

Ja mēs veicam divu cauruļu apkures sistēmas hidraulisko aprēķinu, mēs pieņemam, ka temperatūras starpība pieplūdes un izplūdes cauruļvados ir vienāda ar:

∆t co = 90 - 70 = 20 °C

kur 90°C ir šķidruma temperatūra horizontālās sistēmas padeves caurulē;

70°C - šķidruma temperatūra izplūdes caurulē.

Zinot siltuma plūsmas lielumu un aprēķinot dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrumu, izmantojot iepriekš minēto formulu, no 2. tabulas mēs varam izvēlēties mūsu apstākļiem piemērotu cauruļu iekšējo diametru.

2. tabula

Apkures cauruļu iekšējā diametra noteikšana

Pēc iekšējā diametra noteikšanas mēs izvēlamies pašu caurules veidu - tas ir atkarīgs no ekspluatācijas apstākļiem, no uzticētajiem uzdevumiem, no izturības un izturības prasībām. Pamatojoties uz visiem šiem priekšnoteikumiem, mēs izvēlamies aprēķinātā diametra caurules veidu, kas atbilst dotajiem nosacījumiem.

Piemērs efektīvā spiediena noteikšanai noteiktā cauruļvada posmā

Ja mēs veicam divu cauruļu gravitācijas ūdens sildīšanas sistēmas hidraulisko aprēķinu, mums ir jāzina arī efektīvais spiediens konkrētajā cauruļvada posmā.

To aprēķina pēc formulas:

p = gh (ρ o - ρ g) + ∆p pievienot, Pa, kur

ρ o - atdzesēta ūdens blīvums, kg/m3;

ρ g - uzsildītā ūdens blīvums, kg/m3;

g - brīvā kritiena paātrinājums, m/s2;

h - vertikālais attālums no apkures punkta līdz dzesēšanas punktam (no katla augstuma viduspunkta līdz sildīšanas ierīces viduspunktam), m;

∆p papildu - papildu spiediens, kas rodas ūdens dzesēšanas dēļ maģistrālē.

Ūdens blīvuma vērtības noteiktām temperatūrām, kā arī papildu spiediena lielumu mēs uzzinām no atsauces grāmatas.

Hidrauliskais aprēķins ir ārkārtīgi svarīgs uzdevums. No visu aprēķinu pareizas izpildes ir atkarīgs ne tikai mājas apkures ekonomiskais efekts, bet arī visu komponentu efektivitāte un ekspluatācijas raksturlielumu atbilstība visiem standartiem un prasībām.

Laba diena visiem! Šodien es aprakstīšu, kā veikt apkures sistēmas hidraulisko aprēķinu un kas tas ir. Sāksim ar pēdējo jautājumu.

Kas ir hidrauliskais aprēķins un kāpēc tas ir vajadzīgs?

Hidrauliskais aprēķins (turpmāk tekstā GR) ir matemātisks algoritms, kura rezultātā mēs iegūsim nepieciešamo cauruļu diametru dotajā sistēmā (ar to saprotot iekšējo diametru). Turklāt būs skaidrs, kurš mums ir jāizmanto - tiek noteikts sūkņa spiediens un plūsmas ātrums. Tas viss ļaus apkures sistēmu padarīt ekonomiski optimālu. To ražo, pamatojoties uz hidraulikas likumiem - īpašu fizikas nozari, kas veltīta kustībai un līdzsvaram šķidrumos.

Apkures sistēmas hidrauliskā aprēķina teorija.

Teorētiski GR apkure balstās uz šādu vienādojumu:

Šī vienlīdzība ir spēkā konkrētai vietnei. Šis vienādojums tiek atšifrēts šādi:

• ΔP — lineārais spiediena zudums.
• R ir īpatnējais spiediena zudums caurulē.
• l ir cauruļu garums.
• z — spiediena zudumi izejās, .

No formulas ir skaidrs, ka spiediena zudums ir lielāks, jo tas ir garāks un jo vairāk tajā ir zaru vai citu elementu, kas samazina caurbraukšanu vai maina šķidruma plūsmas virzienu. Noskaidrosim, ar ko R un z ir vienādi. Lai to izdarītu, apsveriet citu vienādojumu, kas parāda spiediena zudumu no berzes pret caurules sienām:

ΔP berze = (λ/d)*(v²ρ/2)

Šis ir Darcy-Weisbach vienādojums. Atšifrēsim to:

• λ ir koeficients atkarībā no caurules kustības rakstura.
• d ir caurules iekšējais diametrs.
• ρ ir šķidruma blīvums.

No šī vienādojuma tiek noteikta svarīga sakarība: jo lielāks ir cauruļu iekšējais diametrs un mazāks šķidruma kustības ātrums, jo mazāks ir spiediena zudums berzes dēļ. Turklāt atkarība no ātruma ir kvadrātiska. Zudumus līkumos, trijos un slēgvārstos nosaka pēc citas formulas:

ΔP pastiprinājums = ξ*(v²ρ/2)

• ξ ir vietējās pretestības koeficients (turpmāk tekstā KMR).
• v ir šķidruma kustības ātrums.
• ρ ir šķidruma blīvums.

Šis vienādojums arī parāda, ka spiediena kritums palielinās, palielinoties šķidruma ātrumam. Tāpat ir vērts teikt, ka pielietojuma gadījumā liela nozīme būs arī tā blīvumam - jo augstāks tas ir, jo smagāks ir cirkulācijas sūknis. Tāpēc, pārejot uz “antifrīzu”, iespējams, būs jāmaina cirkulācijas sūknis.

No visa iepriekš minētā mēs iegūstam šādu vienādību:

ΔP =ΔP berze + ΔP pastiprinājums =((λ/d) (v²ρ/2)) + (ξ(v²ρ/2)) = ((λ/α) l(v²ρ/2)) + (ξ*(v²ρ/2)) = R l + z;

No šejienes mēs iegūstam šādas R un z vienādības:

R = (λ/α)*(v²ρ/2) Pa/m;

z = ξ*(v²ρ/2) Pa;

Tagad izdomāsim, kā aprēķināt hidraulisko pretestību, izmantojot šīs formulas.

Kā praksē tiek aprēķināta apkures sistēmas hidrauliskā pretestība?

Inženieriem bieži ir jāaprēķina apkures sistēmas lielām iekārtām. Viņiem ir liels skaits apkures ierīču un daudzi simti metru cauruļu, bet jums joprojām ir jāskaita. Galu galā bez GR nebūs iespējams izvēlēties pareizo cirkulācijas sūkni. Turklāt GR ļauj jau pirms instalēšanas noteikt, vai tas viss darbosies.

Lai atvieglotu dizaineru dzīvi, ir izstrādātas dažādas skaitliskās un programmatūras metodes hidrauliskās pretestības noteikšanai. Sāksim no manuālās uz automātisko.

Aptuvenās formulas hidrauliskās pretestības aprēķināšanai.

Lai noteiktu specifiskos berzes zudumus cauruļvadā, tiek izmantota šāda aptuvenā formula:

R=5 10 4 v 1,9 /d 1,32 Pa/m;

Šeit tiek saglabāta gandrīz kvadrātiskā atkarība no šķidruma kustības ātruma cauruļvadā. Šī formula ir derīga ātrumam 0,1-1,25 m/s.

Ja zināt dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrumu, tad ir aptuvena formula cauruļu iekšējā diametra noteikšanai:

d = 0,75√G mm;

Pēc rezultāta saņemšanas, lai iegūtu nominālo diametru, jāizmanto šāda tabula:

Darbietilpīgākais būs vietējās pretestības aprēķins armatūras, slēgvārstos un apkures ierīcēs. Iepriekš es minēju lokālos pretestības koeficientus ξ, to izvēle tiek veikta, izmantojot atsauces tabulas. Ja ar stūriem un slēgvārstiem viss ir skaidrs, tad KMS izvēle tējām izvēršas par veselu piedzīvojumu. Lai būtu skaidrs, par ko es runāju, apskatīsim šādu attēlu:

Attēlā redzams, ka mums ir pat 4 veidu Tējas, no kurām katrai būs savs lokālās pretestības CMS. Grūtības šeit būs pareiza dzesēšanas šķidruma plūsmas virziena izvēle. Tiem, kam tas ļoti nepieciešams, iedošu tabulu ar formulām no grāmatas O.D. Samarin “Inženiersistēmu hidrauliskie aprēķini”:

Šīs formulas var pārsūtīt uz MathCAD vai jebkuru citu programmu un aprēķināt CMR ar kļūdu līdz 10%. Formulas ir piemērojamas dzesēšanas šķidruma ātrumam no 0,1 līdz 1,25 m/s un caurulēm ar nominālo diametru līdz 50 mm. Šādas formulas ir diezgan piemērotas kotedžu un privātmāju apkurei. Tagad apskatīsim dažus programmatūras risinājumus.

Programmas hidrauliskās pretestības aprēķināšanai apkures sistēmās.

Tagad internetā jūs varat atrast daudz dažādu programmu apkures aprēķināšanai, gan maksas, gan bezmaksas. Ir skaidrs, ka maksas programmām ir jaudīgāka funkcionalitāte nekā bezmaksas un tās ļauj atrisināt plašāku problēmu loku. Profesionāliem projektēšanas inženieriem ir jēga iegūt šādas programmas. Vidusmēra cilvēkam, kurš vēlas patstāvīgi aprēķināt apkures sistēmu savā mājā, pietiks ar bezmaksas programmām. Tālāk ir sniegts visizplatītāko programmatūras produktu saraksts.

• Valtec.PRG ir bezmaksas programma apkures un ūdens apgādes aprēķināšanai. Ir iespējams aprēķināt apsildāmās grīdas un pat apsildāmās sienas
• HERZ ir vesela programmu saime. Ar to palīdzību jūs varat aprēķināt gan viencaurules, gan divu cauruļu apkures sistēmas. Programmai ir ērta grafiskā prezentācija un iespēja sadalīties stāvu plānos. Ir iespējams aprēķināt siltuma zudumus
• Potok ir vietēja izstrāde, kas ir visaptveroša CAD sistēma, kas spēj projektēt jebkuras sarežģītības komunālo tīklu. Atšķirībā no iepriekšējām, Stream ir maksas programma. Tāpēc vidusmēra cilvēks, visticamāk, to neizmantos. Tas ir paredzēts profesionāļiem.

Ir vairāki citi risinājumi. Galvenokārt no cauruļu un veidgabalu ražotājiem. Ražotāji pielāgo aprēķinu programmas saviem materiāliem un tādējādi zināmā mērā liek cilvēkiem pirkt viņu materiālus. Tas ir mārketinga triks, un tajā nav nekā slikta.

Raksta kopsavilkums.

Apkures sistēmas hidrauliskās pretestības aprēķināšana nav vieglākais un prasa pieredzi. Kļūdas šeit var maksāt ļoti dārgi. Daži zari un stāvvadi var nedarboties. Caur tiem vienkārši nebūs apgrozības. Šī iemesla dēļ labāk to darīt cilvēkiem ar izglītību un pieredzi šādā darbā. Paši uzstādītāji gandrīz nekad neveic aprēķinus. Viņi mēdz pieņemt tādus pašus lēmumus visur, kas viņiem darbojās iepriekš. Bet tas, kas strādāja citai personai, ne vienmēr derēs jums. Šī iemesla dēļ es ļoti iesaku sazināties ar inženieri un izveidot pilnvērtīgu projektu. Pagaidām tas arī viss, gaidu jūsu jautājumus komentāros.

Siltuma taupīšana mājās lielā mērā ir atkarīga no pareizas hidraulikas aprēķina, tās pareizas uzstādīšanas un lietošanas. Visiem apkures sistēmas elementiem (katls, siltumvadošās caurules un radiatori, kas atdod siltumu) jābūt savstarpēji savienotiem, lai saglabātos sākotnējie sistēmas parametri neatkarīgi no tā, kāds gadalaiks ir ārā un kādas ir slodzes.

Ko nozīmē hidrauliskais aprēķins un kāpēc tas ir vajadzīgs?

Veikt hidrauliskās apkures aprēķinu nozīmē pareizi izvēlēties noteiktu tīkla posmu parametrus, ņemot vērā spiedienu, lai caur tām tiktu veikta noteikta dzesēšanas šķidruma plūsma.

Šis aprēķins ļauj noteikt:

• Spiediena zudumi dažādos tīkla posmos;
• Cauruļvada jauda;
• Optimāls šķidruma patēriņš;
• Nepieciešamie indikatori hidrauliskās saites veikšanai.

Apvienojot visus iegūtos datus, var izvēlēties siltumsūkņus.

Hidraulisko aprēķinu galvenais mērķis ir nodrošināt siltuma avota aprēķināto izmaksu atbilstību faktiskajām.

Siltuma avota daudzumam, kas nonāk radiatoros, jābūt tādam, lai ēkas iekšienē tiktu iegūts apkures bilance, ņemot vērā āra temperatūru un lietotāja noteikto temperatūru katrai telpai atsevišķi.

Ja apkure ir autonoma, varat izmantot šādas aprēķina metodes:

• Izmantojot pretestības un vadītspējas raksturlielumus;
• Pēc specifiskām izmaksām;
• Salīdzinot dinamisko spiedienu;
• Dažādiem garumiem samazināts līdz vienam indikatoram.

Hidrauliskais aprēķins ir viens no svarīgākajiem posmiem apkures sistēmu ar šķidro dzesēšanas šķidrumu izstrādē.

Pirms sākat, jums ir:

• Noteikt siltuma bilanci nepieciešamajās telpās;
• Izvēlieties apkures ierīču veidu un novietojiet tos uz ēkas rasējumiem;
• Risināt jautājumus par apkures sistēmas konfigurāciju, kā arī izmantoto cauruļu un veidgabalu veidiem;
• Uzzīmējiet apkures sistēmas shēmu, kur būs redzami nepieciešamo posmu numuri, slodzes un garumi;
• Nosakiet galveno cirkulācijas gredzenu, caur kuru pārvietojas dzesēšanas šķidrums.

Parasti ēkām ar nelielu stāvu skaitu tiek izmantota divu cauruļu apkures sistēma, bet ēkām ar lielu stāvu skaitu - viencaurules apkures sistēma.

Automatizēts apkures sistēmas hidrauliskais aprēķins Excel

Lai ērtāk veiktu hidrauliskos aprēķinus, var izmantot dažādas datorprogrammas, kas ļauj veikt precīzus aprēķinus. Excel tiek uzskatīta par vienu no populārākajām programmām.

Starp citu, ja jūs nezināt hidraulikas pamatus, jums to būs grūti izdarīt pat datorprogrammās. Tas ir saistīts ar faktu, ka dažiem no tiem nav dekodēšanas formulu un pretestības aprēķinu īpaši sarežģītās shēmās.

Dažu programmu nianses:

• OvertopCO un DanfossCO var aprēķināt aprēķinus dabiskās cirkulācijas sistēmām;
• HERZ C.O. 3,5 – strādā pēc īpatnējo spiediena zudumu aprēķināšanas metodes;
• Potok - labi tiek galā ar aprēķiniem, kuru pamatā ir mainīgas temperatūras atšķirības gar stāvvadiem.

Ievadot temperatūras datus, ir jānoskaidro, vai aprēķins tiek veikts pēc Celsija vai Kelvina.

Runājot par darbu programmā Excel, izklājlapu izmantošana ir ļoti ērta. Jums vienkārši jāzina darbību secība un precīzas aprēķinu formulas. Vispirms atlasiet vajadzīgo šūnu, kurā tiek ievadīti dati. Turpmākie aprēķini notiek, automātiski piemērojot formulas.

• Atšķirība starp karsto un auksto siltuma avotu divu cauruļu sistēmai vai šķidruma plūsmu viencauruļu sistēmai;
• Siltuma avota kustības ātrums un tā plūsma;
• Šķidruma blīvums un pētāmo laukumu parametri (to garums metros un tur izvietoto instrumentu skaits).

Lai aprēķinātu cauruļu izmērus katrā sadaļā, ir ērti izmantot Excel tabulas.

Kā aprēķināt apkures sistēmas hidraulisko pretestību

Lai izlemtu, kādu materiālu izmantot caurulēm, jums ir jānoskaidro hidrauliskā pretestība visās apkures sistēmas zonās un jāsalīdzina.

Pretestība var rasties pašā caurulē līkumu, saraušanās vai izplešanās dēļ, kā arī savienojumos starp lodveida vārstiem, tējām vai balansieriem.

Projektēšanas sekcija parasti tiek uzskatīta par cauruli ar nemainīgu šķidruma plūsmas ātrumu, kas vienāds ar telpas plānoto siltuma bilanci.

Lai aprēķinātu zaudējumus, tiek ņemti vērā šādi dati, ņemot vērā stiegrojuma pretestību:

• Caurules diametrs un garums vēlamajā zonā;
• Vadības vārstu parametri no ražotāja;
• Dzesēšanas šķidruma kustības ātrums;
• Cauruļvada raupjums un tā sienu biezums;
• Dati no atsauces grāmatas: berzes zudumi un to koeficients, šķidruma blīvums.

Ja jums ir nepieciešams patstāvīgi aprēķināt īpašos berzes zudumus, jums jāzina caurules ārējais diametrs, tās sienas biezums un šķidruma padeves ātrums.

Lai atrastu hidraulisko pretestību vienā apgabalā, varat izmantot Darcy-Weisbach formulu:

Apkures sistēmas hidraulika un tās pieslēgšana

Spiediena kritumu līdzsvarošana apkures sistēmā tiek veikta, izmantojot noslēgšanas un regulēšanas vārstus.

Hidraulisko savienojumu aprēķina, pamatojoties uz:

• Caurules parametri dinamiskajai pretestībai;
• Armatūras tehniskās īpašības;
• Kopējais siltuma avota patēriņš;
• Pieejamo pretestību skaits projektēšanas zonā.

Šeit jāpatur prātā, ka plūsmas jauda, ​​spiediena kritumi un stiprinājumi tiek noteikti vārstiem atsevišķi. No šiem raksturlielumiem tiek aprēķināti siltuma avota iespiešanās koeficienti katrā stāvvadā un pēc tam radiatoros.

Hidrauliskā savienojuma trūkums apkures sistēmā var novest pie tā, ka dažās telpās būs ļoti grūti sasniegt vēlamo temperatūru.

Hidrauliskā pretestība galvenajā cirkulācijas gredzenā ir vienāda ar vietējo sistēmu, primārās ķēdes, siltummaiņa un siltuma ģeneratora zudumu summu.

Apkures sistēmas hidrauliskais aprēķins (video)

Veicot hidrauliskos aprēķinus, jūs padarāt apkures sistēmu pilnīgāku, pareizi izvēloties tās parametrus, lai jebkuros laika apstākļos, pie jebkādām slodzēm siltuma avota patēriņš nepārsniegtu noteiktos standartus.

Ātrākais un vienkāršākais veids, kā veikt apkures sistēmas hidraulisko aprēķinu, ir tiešsaistes kalkulators. Ja nav ļoti specializētas izglītības, jums pat nevajadzētu mēģināt veikt aprēķinus Excel izklājlapā. Protams, arī nav jēgas pirkt īpašu programmu par lielu naudu. Padoms ir šāds: ja vēlaties izvairīties no problēmām, nekavējoties sazinieties ar labu speciālistu, kura patiesībā nav tik daudz, tāpēc esiet uzmanīgi.

Kas ir hidrauliskais aprēķins

Hidrauliskie aprēķini tiek veikti tikai lieliem apkures lokiem.

Ūdens sildīšanas sistēmas darbības princips ir tāds, ka dzesēšanas šķidrums cirkulē caur caurulēm un radiatoriem. Tas ir šķidrums (ūdens vai), kas tiek uzkarsēts katlā un pēc tam visā ķēdē tiek darbināts ar cirkulācijas sūkni vai gravitācijas spēka ietekmē.

Cirkulācijas laikā dzesēšanas šķidrums saskaras ar hidraulisko pretestību. Turklāt šķidrums nedaudz apstājas berzes dēļ pret cauruļu sienām. Apkures sistēmu hidrauliskais aprēķins tiek veikts, lai aprēķinātu optimālo ķēdes pretestības vērtību, pie kuras dzesēšanas šķidruma ātrums būs normas robežās (2-3 m/s noslēgtam kontūram). Aprēķinu beigās mēs uzzināsim šādus galvenos parametrus:

• kontūrai;
• cirkulācijas sūkņa jauda;
• apgriezienu skaits, kas jāpielāgo katram radiatoram.

Neatkarīgi no tā, kur tika veikts apkures sistēmas hidrauliskais aprēķins, tiešsaistes kalkulatorā vai programmā Excel, tā priekšrocības ir grūti pārvērtēt. Tā kā mēs nogalinām divus putnus ar vienu akmeni: ķēde darbojas kā pulkstenis un nav izmaksu pārsniegšanas, jo mēs precīzi zināsim sistēmas elementu optimālos parametrus.

Hidrauliskie aprēķini jāveic tikai lielām apkures sistēmām, kas apsilda mājas ar platību 200 kvadrātmetri vai vairāk. Mazām kontūrām tas nav nepieciešams.

Speciālisti veic apkures sistēmas hidrauliskos aprēķinus Excel tabulā. Tas ir ļoti sarežģīts process, ko nevar paveikt visi cilvēki ar specializētu izglītību, nemaz nerunājot par amatieriem. Jums ir jāsaprot siltumtehnika, hidraulika, jāzina uzstādīšanas pamati un daudz kas cits. Šīs zināšanas var iegūt tikai augstākās izglītības iestādē. Ir specializētas programmas apkures sistēmu hidrauliskajiem aprēķiniem. Bet atkal ar tiem var strādāt tikai cilvēki ar specializētu izglītību.

Kāpēc jums ir nepieciešama aksonometriskā diagramma?

Aksonometriskā diagramma ir apkures sistēmas trīsdimensiju rasējums. Bez tā ir vienkārši nereāli veikt hidrauliskās apkures aprēķinu. Zīmējums norāda:

• cauruļu maršrutēšana;
• vietas, kur tiek samazināti cauruļu diametri;
• siltummaiņu un citu iekārtu izvietošana;
• cauruļvadu veidgabalu uzstādīšanas vietas;
• akumulatora tilpums.

Bateriju izmērs nosaka to siltuma jaudu, kurai vajadzētu būt pietiekamai katras telpas apsildīšanai. Lai izvēlētos radiatorus, jums jāzina siltuma zudumi. Jo lielāki tie ir, jo jaudīgāki siltummaiņi ir nepieciešami. Aksonometrija tiek veikta atbilstoši mērogam.

Hidrauliskās aprēķinu metodes

Kā jau teicām, hidrauliskos aprēķinus var veikt, izmantojot tiešsaistes kalkulatoru, izmantojot īpašu programmu vai Excel izklājlapā. Pirmais variants ir piemērots pat tiem, kas neko nesaprot no apkures tehnikas un hidraulikas. Protams, šī metode var iegūt tikai aptuvenas vērtības, kuras nevar izmantot lielos un sarežģītos projektos.

Aksonometriskās diagrammas piemērs.

Programmatūra ir ļoti dārga, un nav jēgas to pirkt uzreiz, bet jūs varat izveidot tabulu Excel bez investīcijām. Aprēķinu var veikt, izmantojot dažādas formulas:

• teorētiskā hidraulika;
• SNIP 2.04.02-84.

Bet aprēķina metode var arī atšķirties: specifiskie spiediena zudumi vai pretestības raksturlielumi. Pēdējo nevar izmantot gravitācijas sistēmām ar dabisku dzesēšanas šķidruma cirkulāciju. Uzstādot mazus divu cauruļu apkures lokus ar piespiedu cirkulāciju, pietiek ievērot dažus vienkāršus noteikumus. Galvenās līnijas ir izgatavotas no polipropilēna caurulēm ar ārējo diametru 25 mm. Atzari uz radiatoriem ir izgatavoti no 20 mm caurulēm. Mēs rakstījām par to, kā izvēlēties sūkni.

Hidrauliskā aprēķina piemērs programmā Excel

Ļaujiet mums nekavējoties atzīmēt, ka zemāk tiks aprakstīts visvienkāršākais apkures sistēmas hidrauliskais aprēķins. Piemēra aprēķins tika veikts, izmantojot teorētiskās hidrauliskās formulas taisnam cauruļvadam horizontālā plaknē 100 m garumā.Izmantota caurule ar ārējo diametru 108 mm un sieniņu biezumu 4 mm.

Hidrauliskais aprēķins programmā Excel.

Aprēķiniem mums ir nepieciešami šādi sākotnējie dati:

• ūdens patēriņš;
• pieplūdes un atgaitas temperatūra;
• caurules nominālais diametrs;
• kontūras garums;
• caurules raupjums;
• kopējais pretestības koeficients.

Izmantojot apkures sistēmas hidrauliskā aprēķina piemēru, mums ir jānosaka trīs galvenie kritēriji - tie ir spiediena zudumi berzes dēļ (PDTr), spiediena zudumi pie vietējās pretestības (PDMS) un spiediena zudumi cauruļvadā (PDTP). Visām vērtībām jābūt paskālos (Pa). Tālāk sniegtās formulas tiks aprēķinātas kg/cm. kv. Lai pārvērstu kg/cm. kv Paskālos reizināts ar 9,18 un 10 tūkst.

Lai aprēķinātu PDTr, mums jāreizina hidrauliskās pretestības raksturlielums ar dzesēšanas šķidruma temperatūras delta. Lai aprēķinātu PDMS, jāreizina ūdens vidējais blīvums ar PDTr, hidrauliskās berzes koeficients un ar 1 tūkstoti.Tad iegūto vērtību sadalām ar 2, tad ar 9,18 un ar 10 tūkstošiem. Tiek aprēķināti spiediena zudumi cauruļvadā summējot PDTr un PDTp.

Rezultāti

Lai veiktu apkures sistēmas hidraulisko aprēķinu, izmantojiet programmu, tiešsaistes kalkulatoru vai Excel izklājlapu. Izmantojot piemēru, mēs parādījām, ka personai bez specializētas izglītības nav iespējams veikt pareizus aprēķinus. Tāpēc labākais risinājums ir to pasūtīt pie speciālista. Ja māja ir maza, tad aprēķini nav nepieciešami.

Centralizētais veids pamazām piekāpjas autonomai apkures sistēmai. Daudzi cilvēki nolemj paši apsildīt telpas, vēloties radīt ideālu efektivitātes, siltuma un komforta kombināciju. Tāpēc apkures sistēmas hidrauliskais aprēķins ir īpaši svarīgs.

Sākotnējā posmā būs finansiāli izdevumi. Taču jaunākajām apkures iekārtām ir inovatīva pieeja siltumapgādes regulēšanas procesam, salīdzinot ar veco, tāpēc ieguldītā nauda ātri atmaksājas. Bet šādu harmoniju var nodrošināt tikai sistēmas, kas izveidotas saskaņā ar visiem noteikumiem. Viņi spēs profesionāli pārvarēt radušos hidraulisko pretestību.

Kāpēc tiek veikts aprēķins?

Aprēķini galvenokārt tiek veikti, lai noteiktu tādas cirkulācijas sūkņa īpašības kā veiktspēja un spiediens, kas ļaus apkures sistēmai darboties ar vislielāko efektivitāti.

Protams, jebkurš sūknis, pat vismazākās jaudas, radīs kaut kādu cirkulāciju ķēdē, bet cik ekonomiska būs šāda shēma? Bieži gadās, ka apkures katls darbojas pareizi un mājā ir pietiekami daudz radiatoru, bet tie nesasilda, jo sistēmā ir slikta cirkulācija.

Lai apkures loki darbotos ar pilnu jaudu, sūknim jāpārvar sistēmas elementu hidrauliskā pretestība ūdens plūsmai caurulēs, kā arī spiediena zudumi. Bet sūknis ar lielāku jaudu, nekā nepieciešams, radīs arī nevēlamas sekas. Papildus palielinātam enerģijas patēriņam pārmērīgs spiediens slikti ietekmēs savienojumu izturību, un dzesēšanas šķidruma kustības ātruma palielināšanās radīs troksni.

Pareizi aprēķināta hidrauliskā pretestība un augstas kvalitātes vadības vārsti ir visefektīvākā kombinācija.

Atbilstību galvenajiem nosacījumiem nodrošina šādi faktori:

• apkures ierīču piegāde jāveic pietiekamā daudzumā, lai telpā būtu ideāls līdzsvars ar gaisa temperatūras svārstībām ārā un mājās;
• ekspluatācijas izmaksu samazināšana, lai pārvarētu sistēmas hidraulisko pretestību;
• kapitālo izmaksu samazināšana apkures uzstādīšanas laikā.

Kas tiek ņemts vērā aprēķinā?

Pirms aprēķinu sākšanas jums jāveic virkne grafisko darbu

kultūras akcijas (bieži vien šim nolūkam tiek izmantota īpaša programma). Hidrauliskais aprēķins ietver siltuma bilances noteikšanu telpā, kurā notiek apkures process.

Lai aprēķinātu sistēmu, tiek ņemts vērā garākais apkures loks, kas ietver lielāko ierīču, veidgabalu, vadības un slēgvārstu skaitu un lielāko spiediena kritumu virs augstuma. Aprēķinos tiek ņemti vērā šādi daudzumi:

• cauruļvadu materiāls;
• visu cauruļu sekciju kopējais garums;
• cauruļvada diametrs;
• cauruļvadu līkumi;
• armatūras, armatūras un apkures ierīču pretestība;
• apvedceļu pieejamība;
• dzesēšanas šķidruma plūstamība.

Lai ņemtu vērā visus šos parametrus, ir specializētas datorprogrammas, piemēram - “NTP Pipeline”, “Oventrop CO”, HERZ S.O. versija 3.5. vai daudzi to analogi, kas speciālistiem atvieglo aprēķinu veikšanu.

Pareizu aprēķinu veikšana attiecībā uz pretestības pārvarēšanu ir laikietilpīgākais, bet ne mazākais

nepieciešams solis, projektējot ūdens tipa apkures sistēmas.

Radiatoru izvēle un cauruļvadu posmu garumi

Ir nepieciešams izlemt par apkures ierīču veidu un norādīt to atrašanās vietu grīdas plānā. Pēc tam jāpieņem lēmums par apkures sistēmas galīgo konfigurāciju, cauruļvada veidu (viencauruļu vai divu cauruļu), slēgšanas un regulēšanas vārstiem (vārsti, regulatori, vārsti, spiediena, plūsmas un temperatūras sensori ).

Tad uzzīmētajā diagrammā ir norādīts termisko slodžu skaits un precīzs to sekciju garums, kurām tiek veikts aprēķins. Visbeidzot, tiek definēts “cirkulācijas gredzens”. Tā ir slēgta ķēde, kas ietver visus secīgos cauruļvadu posmus, kuros ir sagaidāma palielināta dzesēšanas šķidruma plūsma attālumā no avota, kas izdala siltumenerģiju, līdz tālākajai sildīšanas ierīcei (ar divkontūru sistēmu) vai līdz instrumenta atzaram (ar viencaurules sistēma) un atpakaļ uz apkures mehānismu.

Nianses

Veicot hidrauliskos aprēķinus, izmantojot datoru, excel nav vienīgais, lai gan tas ir vienkāršākais. Šāda veida aprēķiniem ir izstrādātas specializētas programmas, ar kurām ir daudz vieglāk strādāt.

Projektēšanas cauruļvada lomu parasti spēlē sekcija, kurai ir nemainīgs dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrums un nemainīgs diametrs. Tas atvieglos pareizo datu iegūšanu. To nosaka telpas siltuma līdzsvars.

Sadaļu numerācijai jābūt balstītai uz siltuma avotu. Lai apzīmētu cauruļvada mezglpunktus, kas apgādā cauruļvadu, atzarojuma punktos tiek izmantoti alfabēta burti. Uz saliekamām automaģistrālēm atbilstošajos mezglos tie ir norādīti ar sitieniem (to labi ilustrē piemērs).

Mezglu punkti uz instrumentu atzaru zariem ir apzīmēti ar arābu cipariem. Katrs atbilst stāva numuram, ja tiek izmantota horizontālā tipa sistēma, vai stāvvada atzarojuma numuram ar ierīcēm, ja runājam par vertikālo sistēmu. Numurā vienmēr ir divi cipari – sadaļas sākums un beigas. Cauruļvada posmu garums tiek noteikts saskaņā ar plānu, kas sastādīts mērogā. Precizitāte ir 0,1 m.

Viencaurules apkures sistēmu ieteicams aprēķināt vienādām (pastāvīgām) vai dažādām (mainīgām) ūdens temperatūras atšķirībām stāvvados, izmantojot pretestības raksturlielumu metodi. Šajā gadījumā jāizmanto augšējais sadalījums, kas nodrošina ūdens kustību uz sildīšanas ierīci “no augšas uz leju”.